Hifi-Aktivweiche

[Lutz Ebbing]

Hallo,

ich möchte mir einen Hifi-Vorverstärker mit integrierter Aktivweiche bauen.
Das ganze soll Mikrocontroller gesteuert sein (Fernbedienung,
Lautstärkeregelung, Display). Als "elektrisches Poti" verwende ich den
PGA2310 (4 Stück, für jeden Weichenzweig einen). Dadurch kann ich immerhin
schon recht komfortabel den Pegel der einzelnen Zweige einstellen. Ganz toll
wäre es nun natürlich wenn man de Trennfrequenzen und die Güten auch noch
über den Mikrocontroller einstellen könnte. Kennt da jemand eine Lösung die
Hifi-tauglich ist? Also Klirr sollte <0.01% sein SNR >90dB. Das einzige was
mir einfällt ist ein DSP. Allerdings würde das wohl recht teuer und
aufwendig. Praktikabel wäre wohl nur die Verwendung von Evaluationboards, da
ich mir schon allein das Löten der DSPs nicht zu traue ... Ein Motorola EVM
56k habe ich schon. Allerdings bräuchte ich wohl für jeden Weichenzweig eins
und die Frage ist, ob die Wandler auf dem Board was taugen.
Es gab wohl auch mal spezielle digitale Schaltkreise die nur ein FIR-Filter
realisieren. Ich bräuchte dann nur noch einen SPDIF-Empfänger für den
Eingang und ein paar D/A-Wandler... Gibt es sowas noch und ist sowas dann
mit Amateurmitteln aufbaubar?

Gruß
Lutz

 

[Marcel Müller]

Lutz Ebbing wrote:

Hallo,

ich möchte mir einen Hifi-Vorverstärker mit integrierter Aktivweiche bauen.
[...]
Hifi-tauglich ist? Also Klirr sollte <0.01% sein SNR >90dB. Das einzige was
mir einfällt ist ein DSP.

Ack!

Allerdings würde das wohl recht teuer und aufwendig.

Naja, nicht teurer, als wenn man parametrische Filter versucht analog
aufzubauen.

Praktikabel wäre wohl nur die Verwendung von Evaluationboards, da

Das hätte ich jetzt auch gesagt, zumal die Dinger recht billig und
einfach zu handhaben sind.

ich mir schon allein das Löten der DSPs nicht zu traue ... Ein Motorola EVM
56k habe ich schon. Allerdings bräuchte ich wohl für jeden Weichenzweig eins

Die Rechenleistung üblicher DSPs sollte alles auf einmal schaffen. Das
gilt in jedem Fall, falls man sich mit IIR-Filtern zufrieden gibt, die
das Äquivalent zu den parametrisierten Analogfiltern wären.
Aber auch bei FFT-Convolution (FIR) kann man, so man ein
Linear-Phase-Filter verwendet, Hoch- und Tiefpaß in einem Rutsch machen,
da dann Originalsignal identisch gleich Hochpaßgefiltert +
Tiefpaßgefiltert ist (spectral inversion).
In jedem Fall sollte man sich bei FIR darüber im klaren sein, daß es
eine deutliche Latenz gibt.

und die Frage ist, ob die Wandler auf dem Board was taugen.

Kann ich nicht beantworten.
Die Alternative wäre eigene DAC anzuflanschen. Dann reicht u.U. auch ein
DSP-Board.

realisieren. Ich bräuchte dann nur noch einen SPDIF-Empfänger für den
Eingang und ein paar D/A-Wandler... Gibt es sowas noch und ist sowas dann
mit Amateurmitteln aufbaubar?

Crystal hat z.B. solche Chips. Ich glaube es gab mal ein c't Projekt,
indem die verbaut waren.

Ich habe die Sache seinerzeit zugunsten einer klassischen Analoglösung
mit steckbaren RC-Baugruppen aufgegeben, da ich nur noch ein paar 10
Kubikzentimeter Platz in meiner nur 5 cm hohen Aktivendstufe hatte.

Interessant ist die Sache aber allemal, da man (genug Rechenleistung
vorausgesetzt) dann gleich noch die inverse Sprungantwort des
Übertragungssystems zur Entfaltung in den DSP laden könnte, was
zahlreiche Lautsprecherartefakte zu kompensieren vermag und wirklich
hervorragend klingen kann.


Marcel

 

[Robert Hoffmann]

On Mon, 19 Apr 2004 12:30:50 +0200, "Lutz Ebbing" <lutz.ebbing@web.de>
wrote:

Eine Alternative zum DSP-Programmieren wären auch noch
Switched-Capacitor-Filter.

Robert

 

[Lutz Ebbing]

"Robert Hoffmann" <rj_hoffmann@utanet.at> schrieb im Newsbeitrag
news:4084ad02.879364@news.utanet.at...

On Mon, 19 Apr 2004 12:30:50 +0200, "Lutz Ebbing" <lutz.ebbing@web.de
wrote:

Eine Alternative zum DSP-Programmieren wären auch noch
Switched-Capacitor-Filter.

Hallo,

so weit ich weiß haben sämltiche Switches-Capacitor-Filter wohl ein zu
schlechtes SNR.
Wenn jemand andere Infos hat, nur her damit!

Gruß
Lutz

 

[Lutz Ebbing]

"Marcel Müller" <news.5.maazl@spamgourmet.org> schrieb im Newsbeitrag
news:c60fo9$5rjdv$1@ID-226182.news.uni-berlin.de...

Die Rechenleistung üblicher DSPs sollte alles auf einmal schaffen. Das
gilt in jedem Fall, falls man sich mit IIR-Filtern zufrieden gibt, die
das Äquivalent zu den parametrisierten Analogfiltern wären.
Aber auch bei FFT-Convolution (FIR) kann man, so man ein
Linear-Phase-Filter verwendet, Hoch- und Tiefpaß in einem Rutsch machen,
da dann Originalsignal identisch gleich Hochpaßgefiltert +
Tiefpaßgefiltert ist (spectral inversion).

Na ja, hört sich in der Theorie ja toll an, aber dann müssten die Chassis
schon über einige Dekaden unter allen Winkeln bei jedem Pegel überlappende,
gerade Frequenzgänge haben.....

Ich wollte schon für jeden Weichenzweig ein FIR-Filter haben. Hab mir das so
vorgestellt: kleines PC-Programm importiert gemessenen Frequenzgang von
Messsystem und teilt gewünschte Übertragungsfunktion durch diese. Dann per
DFT die Koeffizienten ausrechnen und über serielle Schnittstelle an den
Mikrocontroller/DSP schicken.

Bei IIR müsste man sich wohl, wenn man es richtig genau haben will noch ein
eigenes Simulationsprogramm schreiben und durch probieren die optimalen
Koeffizienten ermitteln, da ja die Bilineartransformation nicht linear ist.
Dennoch ist es wohl wegen der geringeren Anforderungen an den DSP wohl die
günstigere Lösung

Ich habe die Sache seinerzeit zugunsten einer klassischen Analoglösung
mit steckbaren RC-Baugruppen aufgegeben, da ich nur noch ein paar 10
Kubikzentimeter Platz in meiner nur 5 cm hohen Aktivendstufe hatte.

Hört sich interessant an. Anstelle der steckbaren RC-Baugruppen könnte man
die Widerstände auch mit CMOS-Schaltern o.ä. schalten. Bei
www.weidinger-online.de hat das auch jemand gemacht. Weiß aber nicht ob das
wirkliche eine high-endige Lösung ist.

Interessant ist die Sache aber allemal, da man (genug Rechenleistung
vorausgesetzt) dann gleich noch die inverse Sprungantwort des
Übertragungssystems zur Entfaltung in den DSP laden könnte, was
zahlreiche Lautsprecherartefakte zu kompensieren vermag und wirklich
hervorragend klingen kann.

Der Gedanke ist natürlich interessant. Hier an der TU hat sogar mal jemand
ein System entwickelt, dass die Impulsantwort des Systems laufend durch ein
Mikrofon, dass der Hörer dann mit sich rumtragen muss, ermittelt und so die
Entzerrung der momentanen Sitzposition anpasst. Ist aber wohl nie zur
Serienproduktion gekommen ;-)

Gruß
Lutz

 

[Michael Eggert]

On Thu, 22 Apr 2004 12:58:42 +0200, "Lutz Ebbing" <lutz.ebbing@web.de>
wrote:

Hi!

Hab mir das so
vorgestellt: kleines PC-Programm importiert gemessenen Frequenzgang von
Messsystem und teilt gewünschte Übertragungsfunktion durch diese. Dann per
DFT die Koeffizienten ausrechnen und über serielle Schnittstelle an den
Mikrocontroller/DSP schicken.

Hast Du denn eine Möglichkeit, Deine Lautsprecher raumunabhängig zu
messen? Denn wenn Du Deinen Raum mit einbeziehen willst, bekommst Du
das halt nur für einen Punkt hin und im Rest des Raums klingts
schlimmer als zuvor.

Der Gedanke ist natürlich interessant. Hier an der TU hat sogar mal jemand
ein System entwickelt, dass die Impulsantwort des Systems laufend durch ein
Mikrofon, dass der Hörer dann mit sich rumtragen muss, ermittelt und so die
Entzerrung der momentanen Sitzposition anpasst. Ist aber wohl nie zur
Serienproduktion gekommen ;-)

Höhö, tja, wer ständig ein Mikro mit sich herumtragen würde, könnte
auch gleich Kopfhörer nehmen

Gruß,
Michael.

 

[Lutz Ebbing]

"Michael Eggert" <m.eggert.nul@web.de> schrieb im Newsbeitrag
news:q03g80l9tb2c5bujmg8j9fo5l5ad1tl9qc@4ax.com...

On Thu, 22 Apr 2004 12:58:42 +0200, "Lutz Ebbing" <lutz.ebbing@web.de
wrote:

Hi!

Hab mir das so
vorgestellt: kleines PC-Programm importiert gemessenen Frequenzgang von
Messsystem und teilt gewünschte Übertragungsfunktion durch diese. Dann
per
DFT die Koeffizienten ausrechnen und über serielle Schnittstelle an den
Mikrocontroller/DSP schicken.

Hast Du denn eine Möglichkeit, Deine Lautsprecher raumunabhängig zu
messen? Denn wenn Du Deinen Raum mit einbeziehen willst, bekommst Du
das halt nur für einen Punkt hin und im Rest des Raums klingts
schlimmer als zuvor.

Ja, da gibts ja die Möglichkeit über die Impulsanwort. Man muß die
abschneiden, wenn die ersten Reflexionen erscheinen. Geht dann natürlich
nicht beliebig tief. So bis 200-300 Hz herunter kann man in normal großen
Räumen messen.

Gruß
Lutz

 

[Lutz Ebbing]

Habe noch etwas interessantes gefunden:
http://focus.ti.com/lit/an/sbfa005/sbfa005.pdf

Was haltet Ihr davon?

Gruß
Lutz

 

[Rolf Bombach]

Lutz Ebbing wrote:

"Robert Hoffmann" <rj_hoffmann@utanet.at> schrieb im Newsbeitrag

Eine Alternative zum DSP-Programmieren wären auch noch
Switched-Capacitor-Filter.

so weit ich weiß haben sämltiche Switches-Capacitor-Filter wohl ein zu
schlechtes SNR.
Wenn jemand andere Infos hat, nur her damit!

War auch meine Erfahrung. Mir ist jetzt noch nicht klar,
wie die Leute das reichliche Clock-feedthrough in dermassen
kleine Zahlen im Datenblatt reingekriegt haben ;-).

SC-Hochpassfilter kann man IMHO vergessen (im Zusammen-
hang mit Hifi, für Messzwecke haben die Biester durchaus
viele Vorteile). LTC hat zwar welche bis 250:1 Clock:f
Verhältnis, aber ob das die Rettung ist...

Unangenehm ist auch, dass die Dinger meist nur bis
+-5 oder +-7.5V Betriebsspannung gehen, je nach
Audiopegel wird das dann knapp (OK, man kann auf
tieferem Level arbeiten, aber dann leidet wie befürchtet
das SNR noch mehr).

SC Filter sind ansonsten nicht anders als andere Biquad
auch, d.h. man muss auch hier sich genau überlegen,
in welcher Reihenfolge man mehrstufige/hochpolige
Filter anordnet (wegen Clock noise und SNR eigentlich
noch genauer ;-)) zwecks Rauschminimierung und Vermeidung
von Übersteuerung innerhalb der Filterkette. Bauteil-
toleranzen werden zwar auf Widerstände abgewälzt, aber
auch da wird'd irgendwann knapp. Mysteriöse Schwingneigung
und seeded-Oscillator-Verhalten bei hohem Q kriegen die
SC Filter mindestens genau so gut hin wie klassische Filter.

--
mfg Rolf Bombach